Строительные материалы статьи

Силикатный кирпич с использованием гидрофобизованного природного пористого заполнителя

Одним из путей повышения техни­ческого уровня производства силикатно­го кирпича является использование от­ходов промышленности взамен тради­ционного сырья. При этом особого вни­мания заслуживают отходы горно-добы- иающей промышленности, имеющие по­ристую структуру и способные умень­шить .материалоемкость и теплопровод­ность силикатного кирпича.

В НИИСМИ проводилось сравнение традиционных стеновых материалов по массообменной и аккумулирующей спо­собности. Эталоном была принята сос­на. Всего исследовано 11 видов изде­лий, в том числе и силикатный кирпич. нализ результатов работы показал, что отношения величины массообменной активности к тепловой активности на­иболее полно отражает эффективность материала и в сравнении с эталоном определяет его технический уровень. На­иболее высоким техническим уровнем обладает керамический кирпич, худшие ас показатели имеет силикатный кир­пич.

В последнее время наметилась тен­денция к расширению разработок и ;мысканню новых добавок, обладающих полифункциональным воздействием на Физико-механические н теплотехнические свойства силикатных материалов и поз­воляющих также снизить их себестои­мость. При проектировании различных..о своему назначению видов силикатных материалов может быть использован и 1 вестиыи принцип «технического имму­нитета».

Этот прнпцин обеспечивает в материа­ле сочетание нескольких веществ в виде добавок, каждая из которых н отдельио-

■ ти может быть причиной ухудшения ■-■го овонств. Одиако, будучи введенными и период структурообразования в опти­мальных количествах, они взаимодейст­вуют с компонентами силикатной смеси п между собой, что позволяет целенап­равленно регулировать процесс струк - гурообразовання и придает материалу човые технические свойства.

В настоящее время улучшение тепло - Фшнческих свойств силикатного кирпича 'н-дется в направлениях производства пу - потелых, пористых 11 пористо-пустоте­лых изделий. Последнее направление производства является наиболее эффек - I ниным.

Особый интерес представляет ислоль - ‘оианке в качестве заполнителя в сплн-

Катнон смеси активного кремнеземсодер - жащего природного пористого компонен­та, в частности, опоки Михайловского месторождения (Николаевская обл.). Средняя плотность опоки — 980—1100 кг/ м3, прочность — 9—14 МПа, теплопро­водность— 0,32—0,35 Вт/(мК), водо - поглощение—35—39%, удельная по­

Верхность — 300 м2/кг. Она имеет окраску от белого до светло-серого пвета.

Проведенные в НИИСМИ исследова­ния показывают, что введение в силикат­ную смесь опоки фракции 0—10 мм в ко­личестве 15—25% объема заполнителя, кроме снижения плотности н теплопро­водности изделий, дает снижение их

Прочности и резко повышает водопогло - щение до 19—21%.

Опока, помещенная в силикатную

Смесь как гигроскопический материал, интенсивно впитывает в себя водный раствор СаО. Учитывая, что аморфный кремнезем, из которого состоит опока, уже имеет подготовленную гидратиро­ванную поверхность, то его взаимодей­ствие с Са(ОН)2 проходит в очень ко­роткие промежутки времени с образова­нием иа ее поверхности рыхлой гелеоб­разной смеси, снижающей не только прочность изделий, но и отрицательно влияюшей на водопоглощение и тепло - физические свойства изделий.

В свя)Н с этим изучена возможность получения изделий с регулируемым во - допоглошением путем пассивации гидро­фобным веществом поверхности опоки. Сущность идеи пассивации заключается в том, что поверхность активного крем­неземсодержащего компонента частично покрывают монослоем относительно инертною вещества, в данном случае гидрофобизатора. При этом, прежде все­го, происходит кольматаж пустот и пор дисперсной частицы. Оставшаяся повер­хность, свободная от гидрофобизатора, вступает в реакцию синтеза новообразо­ваний, величину которой можно регули­ровать.

Пассивация опоки наряду с вводом в смесь природной опоки при снижении давления прессования снижает плот­ность изделий до 1615 кг/м3 с увеличе­нием прочности сырца до 1,3 МПа н, самое главное, уменьшает водопоглоще - ние с 19—21 до 7—11%. В качестве пассиват ора применяется гндрофобиза - тор, являющийся кубовым остатком про - ичводстна синтетических жирных кислот.

На основе изучения свойств природной опоки н ее влияния на снитсз новообра­зований с силикатной смесыо при авто­клавной обработке было установлено, что частичная пассивация опоки позволя­ет условно снизить ее удельную поверх­ность с 300 до 140—160 м2/кг, приблизив тем самым активность опоки до уровня активности кремнеземистого компонента силикатной смеси. В этом случае она уже выступает как пористый заполни­тель, взаимодействующий открытой по­верхностью с силикатной смесью с об­разованием низкоосновных гидросили­катов кальция.

Одновременно было изучено влияние гидрофобизатора. выступающего в ка­честве пассиватора опоки, на свойства самого заполнителя и на конечные свой­ства силикатного кирпича, в котором использовался этот заполнитель.

В результате проведенных исследований выявлена закономерность изменения во - допоглощення готовых изделий от пло­щади покрытия заполнителя гидрофоб­ным веществом и его. количества в сили­катной смеси, что привело к созданию методики определения степени гидрофо - бизацни заполнителя, в данном случае опоки. Степень гидрофобизации тождест­венна площади покрываемой поверхно­сти заполнителя и может изменяться от

0 до 100%, в то же время водопоглоще- ние готовых изделии регулируется В пределах 22—6,5%. Установлена опти­мальная степень гидрофобизации опоки С_>-45—60%. что дает возможность при введении в силикатную смесь 20% опоки получить водопоглощенне готовых изде­лий от 8 до 10%.

Таким образом, гидрофобнзация по­ристого заполнителя позволила добиться получения иа поверхности и вокруг этого заполнителя устойчивого кристал­лического новообразования гидросили­ката кальция, что дает возможность ре­шить ряд технических н технологических задач, направленных на улучшение свойств силикатного кирпича.

В процессе изучения свойств добавок было выявлено также, что кубовый ос­таток производства синтетических жир­ных кислот, выступающий в качестве гидрофобного вещества, пои взаимодей­ствии с СаО, Са(ОН); и СаСО;) при ав - токлавировании образует кальциевые соли жирных кислот, которые полимери - зуются и обеспечивают защиту материала от коррозии.

Технология производства теллоэффек - тнвного силикатного кирпича с приме­нением. н качестве заполнителя кремне­земистого природного. пористого мате­риала, предварительно обработанного гндрофобизатором, была апробирована на Николаевском комбинате силикатных изделий. Устапоилено, что введение в состав силикатной смеси с. качестве лег­кого заполнителя 20% гндрофобнзовап - иой опоки со степенью гндрофобп. чащш 45—60% дает возможность при прессо­вании изделий уменьшить давление прессования па 157о, повысить 'прочность сырца ц 1.5—2 раза, увеличить срок службы пластин и пустотообразователен. Можно получить теплоэффектпвнын кир­пич, обеспечивающий снижение плотно­сти изделий с 1930 до 1615 кг/м3 и теп­лопроводность на 30%, с 1,23 до 0,86 Вт/(м. К) с регулированием в зависимос­ти от степени гидрофобнзации иодопог - лощения изделий от 7 до 20%.

Улучшение основных свойств силикат­ных изделий позволяет уменьшить тол­щину стен при строительстве зданий из теплоэффективного кирпича на 25% или при той же толщине уменьшить расход тепла для обогрева помещений на 0,29 Гкал/мг, что позволяет на каждом I м2 стены экономить 4 р.